控制工程基礎(2017年華中科技大學出版社出版的圖書)

《控制工程基礎》是2017年華中科技大學出版社出版的圖書，作者是吳華春。

基本介紹

• 中文名：控制工程基礎
• 作者：吳華春
• 出版時間：2017年 
• 出版社：華中科技大學出版社
• ISBN：9787568032193

內容簡介

《控制工程基礎》主要介紹經典控制理論中時域分析、頻域分析和控制系統設計與校正的方法。全書共分6章，前2章為控制系統工作原理及組成、數學模型等基礎知識；第3章和第4章為控制系統分析方法；第5章為PID控制律及控制系統設計與校正；第6章為硬碟和磁懸浮小球控制實例設計。每章均有教學提示、教學要求、深化拓寬、案例、小結和習題。本書即可作為高等學校近機械類和非機械類專業控制工程基礎課程的教材，也可作為自考教材、高職高專工科機械類、機電類專業教材，並可供相關專業的師生和工程技術人員參考。

圖書目錄

目錄

第1章緒論(1)

1.1控制理論的基本含義(1)

1.1.1經典控制理論(2)

1.1.2現代控制理論(2)

1.2控制系統的基本概念(3)

1.2.1系統的概念(3)

1.2.2控制與自動控制的概念(3)

1.3控制系統的工作原理與組成(4)

1.3.1控制系統的工作原理(4)

1.3.2控制系統的組成(6)

1.4控制系統的基本類型(7)

1.4.1按控制策略分類(7)

1.4.2按輸入信號的性質分類(8)

1.4.3按傳遞信號的性質分類(9)

1.5控制系統的性能要求(9)

本章小結(10)

習題(11)

第2章控制系統的數學模型(12)

2.1控制系統的微分方程(12)

2.1.1微分方程建立步驟(13)

2.1.2控制系統的微分方程(13)

2.2拉氏變換與反變換(15)

2.2.1拉氏變換的定義(15)

2.2.2典型時間函式的拉氏變換(16)

2.2.3拉氏變換定理(18)

2.2.4拉氏反變換(21)

2.2.5拉氏變換求解線性微分方程(25)

2.3控制系統的傳遞函式(26)

2.3.1傳遞函式的定義(26)

2.3.2傳遞函式的基本性質(27)

2.3.3典型環節的傳遞函式(28)

2.4系統方框圖及其簡化(33)

2.4.1控制系統框圖繪製步驟(34)

2.4.2方框圖的連線方式(35)

2.4.3方框圖的簡化(36)

2.5控制系統常用傳遞函式(39)

2.5.1閉環系統的開環傳遞函式(39)

2.5.2給定輸入作用下的閉環傳遞函式(40)

2.5.3擾動作用下的閉環傳遞函式(40)

2.6信號流圖和梅遜公式(41)

2.6.1信號流圖(41)

2.6.2梅遜公式(43)

2.7非線性模型的線性化(45)

2.7.1線性化問題的提出(45)

2.7.2非線性數學模型的線性化(45)

2.8控制系統建模舉例(47)

本章小結(49)

習題(50)

第3章控制系統的時域分析(54)

3.1時域回響(54)

3.2典型輸入信號(55)

3.3一階系統的時域分析(57)

3.3.1一階系統的單位階躍回響(58)

3.3.2一階系統的脈衝回響(59)

3.4二階系統的時域分析(59)

3.4.1二階系統的單位階躍回響(60)

3.4.2控制系統的時域性能指標(63)

3.4.3二階系統的脈衝回響(66)

3.5高階系統的時域分析(69)

3.5.1高階系統的單位階躍回響(69)

3.5.2主導極點(71)

3.5.3高階系統階躍性能指標(72)

3.6控制系統穩定性分析(73)

3.6.1穩定的概念(73)

3.6.2穩定的條件(74)

3.6.3勞斯穩定判據(76)

3.7控制系統穩態誤差分析(79)

3.7.1偏差及誤差的概念(79)

3.7.2系統的類型和偏差係數(81)

3.7.3擾動作用下的穩態誤差(83)

3.7.4控制系統穩態精度改善措施(84)

本章小結(85)

習題(86)

第4章控制系統的頻域分析(89)

4.1頻率特性的基本概念(89)

4.1.1頻率回響(89)

4.1.2頻率特性(90)

4.1.3頻率特性的求取方法及表達方式(91)

4.2典型環節的頻率特性(95)

4.2.1比例環節(95)

4.2.2慣性環節(95)

4.2.3一階微分環節(98)

4.2.4二階振盪環節(99)

4.2.5積分環節(103)

4.2.6延遲環節(104)

4.3控制系統的開環頻率特性(105)

4.3.1最小相位系統(105)

4.3.2系統開環傳遞函式奈奎斯特圖的繪製(106)

4.3.3系統開環傳遞函式伯德圖的繪製(109)

4.3.4傳遞函式的實驗確定法(112)

4.4系統穩定性的頻域分析(116)

4.4.1奈奎斯特穩定性判據(116)

4.4.2伯德穩定性判據(122)

4.4.3控制系統的相對穩定性(124)

4.5系統動態性能的頻域指標(126)

4.5.1閉環系統的頻率特性(126)

4.5.2閉環頻域性能指標(128)

4.5.3開環系統頻域性能指標(130)

4.5.4用開環系統頻率特性分析閉環系統性能(131)

本章小結(132)

習題(133)

第5章控制系統的綜合與校正(138)

5.1校正的基本概念(138)

5.1.1控制系統的性能指標(138)

5.1.2控制系統的校正概念(139)

5.1.3系統常用校正方式(139)

5.2PID控制器(140)

5.2.1PID控制器(140)

5.2.2P控制(141)

5.2.3PI控制(142)

5.2.4PD控制(144)

5.2.5PID控制(145)

5.3PID控制器的實現(146)

5.3.1PD控制器(147)

5.3.2PI控制器(147)

5.3.3PID控制器(147)

5.4反饋校正(148)

5.4.1反饋校正的連線形式(148)

5.4.2反饋校正的特點(149)

5.5複合校正(149)

5.5.1順饋補償(150)

5.5.2前饋補償(151)

本章小結(151)

習題(152)

第6章控制系統計算機輔助設計(154)

6.1概述(154)

6.2硬碟控制分析與建模(155)

6.2.1硬碟工作原理(155)

6.2.2硬碟控制建模(158)

6.3MATLAB簡介(159)

6.3.1MATLAB簡介(159)

6.3.2MATLAB Simulink(161)

6.4硬碟控制系統校正(162)

6.4.1硬碟控制系統性能分析(162)

6.4.2硬碟控制系統時域校正(164)

6.4.3硬碟控制系統頻域校正(169)

6.5磁懸浮小球系統校正(171)

本章小結(175)

習題(175)

參考文獻(177)

作者簡介

吳華春，教授，博士生導師,武漢理工大學機電工程學院副院長。主要研究方向：機電控制與自動化技術、 磁懸浮支承技術、機械工況監測與故障診斷。主持國家自然科學基金、晨光計畫等橫向項目20餘項，發表論文40餘篇，國家發明專利授權15項。現任機電工程學院副院長、校“雙一流”建設培育項目首席專家、湖北省磁懸浮工程技術研究中心主任、中國磁懸浮技術青年委員會副主任。國家自然科學基金評審專家、中國機械工程學會高級會員、湖北省機電工程學會理事、中國機械工程學會流體工程分會第六屆理事會理事。